稻瘟病菌逃避植物免疫

发布时间：

2023-09-11

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细胞壁是真菌细胞的最外层，由多种多糖组成，相互连接成一个三维结构，用于塑造和保护真菌细胞。真菌细胞壁也是动态的，会发生重塑以保持其完整性，这对于菌丝的生长和发育、与侵染有关的形态发生以及对环境胁迫的反应都是必需的。细胞壁重塑涉及一系列糖苷水解酶（GH）家族蛋白对多糖的破碎和重新连接。据报道，Ustilago maydis 中 GH18 家族的几丁质酶 Cts1 和 Cts2、Aspergillus fumigatus 中的内-β-1,3-葡聚糖酶 ENG1 (GH81)、ENG2-5 (GH16) 和 β-1,3-葡聚糖基转移酶 Gels (GH72) 在细胞壁重塑过程中起着至关重要的作用。由于细胞壁是病原真菌与宿主细胞的主要接触点，细胞壁重塑过程中产生的寡糖和多糖可能会渗入真菌-宿主界面的质外体区，引发宿主免疫反应。几丁质寡聚体和 β-1,3-葡聚糖是众所周知的病原体相关分子模式（PAMPs），可诱导植物和哺乳动物细胞产生免疫反应。

为了成功侵染，真菌病原体进化出了一系列机制来防止 PAMPs 引起宿主防御反应。它们可能会分泌效应蛋白，与这些寡糖 PAMPs 结合，阻止宿主细胞识别这些 PAMPs。真菌病原体也会分泌 GHs 和修饰酶，将多糖降解或修饰成 PAMP 非活性形式。例如，大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）利用多糖脱乙酰化酶 PDA1 将几丁质脱乙酰化为壳聚糖，真菌病原体携带多种几丁质酶（GH18）来消化几丁质寡聚体，以逃避植物的识别。同时，许多 GH 家族蛋白，包括那些降解植物细胞壁聚合物为病原体入侵提供养分的 GH 酶，也可能作为 PAMPs 诱导植物免疫。EIX 就是这样一种 GH，它是 Trichoderma viride 中的一种 GH11 蛋白，与木聚糖降解有关，也是植物中第一个表征 PAMP 的蛋白。然而，真菌病原体如何掩盖这些 GH 蛋白以防止它们引起植物免疫反应，这在很大程度上仍是未知数。

2023年9月7日，国际权威学术期刊Nature Communications发表了中国农业大学彭友良团队的最新相关研究成果，题为Plant immunity suppression by an exo-β-1,3-glucanase and an elongation factor 1α of the rice blast fungus的研究论文。

在这篇文章中，科研人员研究了稻瘟病菌 Magnaporthe oryzae 抑制β-1,3-葡聚糖触发的植物免疫反应的机制。科研人员发现，一种名为 Ebg1 的 GH17 家族外β-1,3-葡聚糖酶对真菌细胞壁的完整性和 M. oryzae 的毒力非常重要。Ebg1 能将β-1,3-葡聚糖和昆布多糖水解成葡萄糖，从而抑制β-1,3-葡聚糖触发的植物免疫。不过，除此之外，Ebg1 似乎还能作为一种 PAMP 起作用，与其水解酶活性无关。Ebg1 引发的免疫力似乎会受到延伸因子 1 α 蛋白（EF1α）分泌的抑制，EF1α 与 Ebg1 相互作用并共定位在细胞质中。要了解 Ebg1 诱导的免疫力及其受 EF1α 抑制的机制，还需要今后的工作。

于 Ebg1 和 EF1α 在 M. oryzae 侵染性菌丝生长过程中逃避宿主植物免疫的潜在机制的工作模

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